JP2003256136A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な耐久性を有し、かつ安価に製造できる
細線式のタッチパネルの提供。 【解決手段】 対向配置された一対の導電性基板のそれ
ぞれの表面を接触させることによってスイッチ動作を行
わせるタッチパネルにおいて、前記導電性基板の少なく
とも一方は、絶縁性基板の表面に導電体からなる複数の
極細線４３，４４を平行に形成してなる電極を複数設け
たことを特徴とするタッチパネル４０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子と組み合
わせて用いられるタッチパネルに関し、特に導電体の極
細線を電極としたタッチパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】錫添加酸化インジウム（以下、ＩＴＯと
いう）に代表される透明導電膜を使用した抵抗膜式透明
タッチパネル（以下、透明タッチパネルという）は、液
晶や蛍光表示素子と組み合わせて家電製品、情報機器等
の操作盤として用いられている。透明タッチパネルで
は、裏面に配した表示素子の表示を切り換えて一つのス
イッチに複数の機能を付与できるため、限定された面積
に多機能な操作盤を配置することができる。同時に表示
の切り換えによって操作の順もわかり易くなり、初心者
にとって取扱が容易になる。

【０００３】透明タッチパネルは、図１に示すように、
ガラス等の基板１と可撓性フィルム等の可撓性基板２の
片面に透明導電膜３，４を形成し、僅かな隙間を保ちつ
つ両基板の電極膜を対向させて接合した構造になってい
る。基板表面はタッチパネル裏面に配置された表示素子
の画面を損なわないよう、平滑で透明性を高めたものと
なっている。そしてこの可撓性基板２側を指などで押す
ことにより該基板をたわませて、導電膜３，４同士を接
触させてスイッチ動作を行わせる。図２は従来の透明タ
ッチパネルを例示する平面図である。この従来の透明タ
ッチパネルは、対向して設けられた透明導電膜２１，２
２を短冊状に加工し、互いに直交するように配置し、そ
れぞれを引き出し回路２３に接続させたマトリクス構造
となっている。このタッチパネルは、接点を押して電極
同士を接触させることにより、任意の２点間の回路を閉
じることができるようになっている。

【０００４】透明導電膜には一般的にＩＴＯや酸化錫の
ような透明度の高い酸化物導電体が用いられるが、ＩＴ
Ｏの代わりに金などの金属を極薄く形成することにより
透明導電膜とした例（米国特許第４４８４０３８号参
照）や極細線を電極とした例（米国特許第４１４３２５
３号参照）が提案されている（図３）。後者の場合、電
極となる極細線は、一様な膜をエッチングすることまた
は印刷やメッキにより形成することができる。図３は、
直交するように表面に細線３１が形成された一対の透明
フィルム３２の間に、交差する部分だけ穴３３を開けた
別の透明フィルムをはさんで張り合わせた透明スイッチ
を示している。各々の細線３１は引き出し線３４として
周辺部に導かれている。この場合、極細線の幅を表示素
子の画素寸法と同程度またはそれ以下に狭くすることに
より、極細線自身は不透明でも表示素子の画質をほとん
ど損なうことはない。それゆえ電極材料の選択範囲が広
がり、安価で透過率の高いタッチパネルを実現できる可
能性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の細線式
タッチパネルは、極めて細い線を電線としているため、
接点は微小な面積しかなく、繰り返し接触させるうちに
接点が変形したり、導体が基板から剥離するなど、長期
間使用するうちに電極が破断してスイッチ動作ができな
くなるなど、耐久性が十分でない欠点があった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、十分な耐久性を有し、かつ安価に製造できる細線式
のタッチパネルの提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、対向配置された一対の導電性基板のそれ
ぞれの表面を接触させることによってスイッチ動作を行
わせるタッチパネルにおいて、前記導電性基板の少なく
とも一方は、絶縁性基板の表面に導電体からなる複数の
極細線を平行に形成してなる電極を複数設けたことを特
徴とするタッチパネルを提供する。本発明のタッチパネ
ルは、複数の極細線を並べた電極を用いたことにより、
交差する接点の数を増やし、１接点当たりの荷重を軽減
して電極線の断線に対する信頼性を向上させ、十分な耐
久性を得ることができる。

【０００８】本発明のタッチパネルにおいて、前記一対
の導電性基板にそれぞれ交差するように複数の電極対が
配置され、該電極対の少なくとも一方が複数の平行な極
細線からなる構成とすることが好ましい。また、前記導
電性基板として印刷法により導電性樹脂の極細線を表面
に形成した透明樹脂フィルムまたはガラスを用いること
が好ましい。さらに、少なくとも一方の基板に、絶縁体
からなるドットスペーサが複数個配置されている構成が
好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図４は本発明のタッチパネルの一
実施形態を示す図であり、図４（ａ）はタッチパネル４
０の平面図、（ｂ）は同側面図である。このタッチパネ
ル４０は、上面側に導電体からなる複数の極細線４４が
平行に形成されたガラス基板４２と、該ガラス基板４２
上に重ねて配置され、該ガラス基板４２と接する側の面
に上記極細線４４と直交する方向に沿って導電体からな
る複数の極細線４３が平行に形成された透明な可撓性フ
ィルム基板４１と、これらガラス基板４２と可撓性フィ
ルム基板４１からなる積層体の層間に一部を挿入した状
態で設けられた信号取り出し用のフレキシブルプリント
基板（以下、リードＦＰＣと記す）６２とを備えて構成
されている。なお、図４に示す例示において、可撓性フ
ィルム基板４１側の極細線４３は、縦方向に延びる複数
の極細線を一定間隔で平行に並べて形成され、ガラス基
板４２側の極細線４４は、横方向に延びる複数の極細線
を一定間隔で平行に並べて形成されている。

【００１０】可撓性フィルム基板４１側の各極細線４３
の一端側は、導電体からなる複数の引き出し回路４５の
いずれかに接続されている。これらの引き出し回路４５
は、それぞれ独立して該可撓性フィルム基板４１の下側
中央部に集められるように形成されている。それぞれの
引き出し回路４５には、隣接した複数本の極細線４３が
接続されており、一つの引き出し回路４５とこれに接続
した複数本の極細線４３とで一つの電極を形成している
（以下、電極という）。またガラス基板４２側の各極細
線４４の一端側は、導電体からなる複数の引き出し回路
４６のいずれかに接続されている。これらの引き出し回
路４６は、それぞれ独立して該ガラス基板４２の下側中
央部に集められるように形成されている。それぞれの引
き出し回路４６には、隣接した複数本の極細線４４が接
続されており、一つの引き出し回路４６とこれに接続し
た複数本の極細線４４とで一つの電極を形成している
（以下、電極という）。なお、図４において、符号４７
は上下の引き出し回路４５，４６の接続を防ぐために積
層された絶縁樹脂であり、４８は粘着材、４９と５０は
異方導電樹脂である。さらに、ガラス基板４２上には所
定間隔毎にドットスペーサ５７（図７参照）が配置され
ている。

【００１１】可撓性フィルム基板としては、透明な合成
樹脂フィルムが用いられ、好ましくは２軸延伸ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）などが用いられる。それ
ぞれの電極を構成する極細線４３，４４および引き出し
回路４５，４６は、極細線であっても十分な導電率が得
られるような導電材料、例えば銀ペースト、銅メッキ層
などが用いられる。本発明において、両基板を印刷法で
作製する場合、銀ペーストを印刷し、焼付けることによ
ってそれぞれの極細線４３，４４および引き出し回路４
５，４６を形成することが望ましい。

【００１２】このタッチパネル４０は、従来の細線式タ
ッチパネルと同じく、可撓性フィルム基板４１上を指や
ペンで圧することによって、押圧部分の可撓性フィルム
基板４１が撓み、その部分に形成された極細線４３をガ
ラス基板４２側の極細線４４に触れさせ、スイッチ動作
を行うことができる。さらに、このタッチパネル４０
は、複数の極細線４３，４４を並べた電極を用いたこと
により、交差する接点の数を増やし、１接点当たりの荷
重を軽減して電極線の断線に対する信頼性を向上させ、
十分な耐久性を得ることができる。

【００１３】このタッチパネル４０は、可撓性フィルム
およびガラス基板に、すべて印刷法を用い、極細線４
３，４４および引き出し回路４５，４６からなる電極な
どの必要な構成要素を形成することができるので、従来
のＩＴＯ導電膜式のタッチパネルに比べきわめて安価に
作製できる可能性がある。

【００１４】図５〜９は、このタッチパネル４０の製造
工程を説明するための図である。本タッチパネル４０を
製造するには、可撓性フィルム５１とガラス基板５４を
用意し、印刷法を用いてこれらの基板上に必要な上記電
極などの各構成要素を形成する。

【００１５】図５は、ポリエチレンテレフタレートなど
の合成樹脂フィルムからなる可撓性フィルム５１上に、
スクリーン印刷法などの周知の印刷技術を用いて銀ペー
ストによって極細線５２部分と引き出し回路５３部分を
印刷し、これらの印刷後にフィルムをオーブン中に入れ
て焼成し、極細線５２と引き出し回路５３とからなる複
数の電極を形成する。極細線５２の形成本数は、形成す
るタッチパネルの寸法に応じて適宜変更可能であり、極
細線５２の線幅は、通常１０〜５００μｍ程度、極細線
５２のピッチは２０〜１０００μｍ程度とするのが好ま
しい。極細線５２の抵抗は低い方が望ましく、長さ１ｃ
ｍ当たり５Ω以下とするのが好ましい。また焼成温度
は、例えば基板の耐熱性や使用するペーストの特性から
適宜設定される。１つの電極中の極細線５２の本数、す
なわち１つの引き出し回路５３に接続させる極細線５２
の本数は２〜２０本程度、好ましくは５〜１０本程度と
される。なお、この可撓性フィルム５１の電極形成面と
反対側の面には、ペンや指の繰り返し接触による傷や摩
耗からフィルムを保護するためのハードコート処理を施
すことが望ましい。これによって可撓性フィルム基板６
１が作製される。

【００１６】図６はガラス基板５４を示す。このガラス
基板５４にも、上述した可撓性フィルム５１と同じく、
印刷法を用いて極細線５５と引き出し回路５６からなる
複数の電極を形成する。この極細線５５は、可撓性フィ
ルム５１側の極細線５２と直交する方向に沿って一定間
隔で形成される。極細線５５の形成本数は、形成するタ
ッチパネルの寸法に応じて適宜変更可能であり、極細線
５５の線幅は、通常１０〜５００μｍ程度、極細線５５
のピッチは２０〜１０００μｍ程度とするのが好まし
い。極細線５５の抵抗は低い方が望ましく、長さ１ｃｍ
当たり５Ω以下とするのが好ましい。１つの電極中の極
細線５５の本数、すなわち１つの引き出し回路５６に接
続させる極細線５５の本数は２〜２０本程度、好ましく
は５〜１０本程度とされる。

【００１７】次いで、このガラス基板５４上に、図７に
示すように所定間隔で水滴状に樹脂を印刷し、焼成など
によって硬化させてドットスペーサ５７を形成する。こ
のドットスペーサ５７の大きさ、間隔は適宜選択できる
が、直径２０〜３００μｍのドットを、縦横０．５〜３
ｍｍ程度の間隔で形成するのが好ましい。次いで、この
ガラス基板５４の引き出し回路上を含む基板周縁部に絶
縁樹脂５８を印刷し、焼成する。この絶縁樹脂５８は可
撓性フィルム５１側の回路およびリードＦＰＣ６２と接
続する部分は避けて回路を露出させるように形成され
る。

【００１８】次いで、図８に示すように、電気的に接続
する部分に１００〜数１００μｍの導電性粒子を樹脂中
に分散させた異方導電樹脂（ＡＰＣ）５９を印刷して設
けるとともに、前記絶縁樹脂５８上に粘着材６０を印刷
塗布する。

【００１９】最後に、図９に示すように、上記ガラス基
板５４の端部にリードＦＰＣ６２を載せ、ガラス基板５
４上に上記可撓性フィルム基板６１を接着し、それぞれ
の回路を異方導電樹脂５９を介して熱圧着することによ
って電気的に接続する。

【００２０】このタッチパネル４０は、すべての工程を
スクリーン印刷等の印刷法によって加工でき、従来のＩ
ＴＯ導電膜を使用するタイプと同等の機能および耐久性
を有するタッチパネルを極めて安価に製造できる。以
下、実施例を記すが、本発明の範囲は以下の実施例に限
定されない。

【００２１】

【実施例】可撓性フィルム５１上に銀ペーストをスクリ
ーン印刷した後、オーブンで焼成し極細線５２および引
き出し回路５３を形成した。極細線５２の幅は５０μ
ｍ、電極ピッチは１．５ｍｍとし、１回路あたり８本の
極細線を電極とした。焼成後、１本の極細線５２の抵抗
は長さ１ｃｍあたり３〜５Ωであった。引き出し回路５
３は外部素子との接続を容易にするためフィルムの一方
の端に集合させた。本工程は極細線５２と引き出し回路
５３に異なる材料を用いることができるし、同じ材料で
も別々の工程で印刷することもできる。可撓性フィルム
５１には２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）フィルムを用い、極細線５２と反対側の面にはペン
や指の繰り返し接触による傷や摩耗からフィルムを保護
するためのハードコートを施した。これによって可撓性
フィルム基板６１を作製した。

【００２２】この可撓性フィルム基板６１と対向するガ
ラス基板５４上に、前述した方法と同様に銀ペーストを
印刷・焼成した。極細線５５のパターンは、可撓性フィ
ルム基板６１上のそれと直交するように配置し、可撓性
フィルム基板６１と同様にパネルの一方に引き出し回路
５６を集合させた。このガラス基板５４側の極細線５５
の幅は５０μｍ、電極ピッチは２ｍｍ、１回路当たりの
極細線は６本とした。電極を形成したガラス基板５４上
に１ｍｍ間隔で水滴状に樹脂を印刷・焼成してドットス
ペーサ５７を形成した。続いて引き出し回路５６上を含
む基板周縁部に絶縁樹脂５８を印刷・焼成した。ただ
し、可撓性フィルム５１側の回路およびＦＰＣリード線
と接続する部分は避けて回路を露出させた。上記の電気
的に接続する部分に１００〜数１００μｍの導電性粒子
を樹脂中に分散させた異方導電樹脂５９を印刷した。続
いて可撓性フィルム５１と貼り合わせるための粘着剤層
６０を絶縁樹脂５８上に塗布した。最後に上記ガラス基
板５４と可撓性フィルム基板６１とを、リードＦＰＣ６
２を挟んで接着し、それぞれの回路を異方導電樹脂５９
を介して熱圧着することによって電気的に接続した。

【００２３】このように作製したタッチパネルのＯＮ抵
抗は、一般的なＩＴＯ膜式と比較して小さく、数１０〜
数１００Ωであった。打鍵寿命に関しては１００万回ま
での試験を実施し、問題無いことを確認した。さらにタ
ッチパネルが機能しなくなるまで打鍵試験を継続した場
合、最初に破壊するのはドットスペーサであり、極細線
の電極構造に起因する寿命の短縮は見られなかった。透
過率は導電膜が存在しない分高く８０％前後で、使用感
はビデオやパソコンの高精細画像と組み合わせるとわず
かに細線電極の存在が気になる程度であった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるタッ
チパネルはすべての工程をスクリーン印刷等の印刷法に
よって加工でき、従来のＩＴＯ導電膜を使用するタイプ
と同等の機能および耐久性を有するタッチパネルを極め
て安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 透明タッチパネルの構造を示す断面図であ
る。

【図２】 従来のマトリクス型透明タッチパネルの平面
図である。

【図３】 従来の細線式透明タッチパネルの平面図であ
る。

【図４】 本発明のタッチパネルの平面図である。

【図５】 本発明のタッチパネルの製造工程において可
撓性フィルム基板製造工程を示す平面図である。

【図６】 同じくガラス基板製造工程を示す平面図であ
る。

【図７】 同じくガラス基板上にドットスペーサを形成
する工程を示す平面図である。

【図８】 同じくガラス基板上にＡＣＰ（異方導電樹
脂）と粘着剤を設ける工程を示す平面図である。

【図９】 同じくガラス基板上に可撓性フィルム基板を
重ねた状態を示す平面図である。

【符号の説明】 ４０…タッチパネル、４１，６１…可撓性フィルム基
板、４２，５４…ガラス基板、４３，４４，５２，５５
…極細線、４５，４６，５３，５６…引き出し回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B068 AA21 AA22 BB01 BC07 BC08 BC13 5B087 AA04 BC11 BC22 CC16 CC41

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された一対の導電性基板のそれ
   ぞれの表面を接触させることによってスイッチ動作を行
   わせるタッチパネルにおいて、前記導電性基板の少なく
   とも一方は、絶縁性基板の表面に導電体からなる複数の
   極細線（４３，４４）を平行に形成してなる電極を複数
   設けたことを特徴とするタッチパネル（４０）。
2. 【請求項２】 前記一対の導電性基板にそれぞれ交差す
   るように複数の電極対が配置され、該電極対の少なくと
   も一方が複数の平行な極細線からなることを特徴とする
   請求項１に記載のタッチパネル。
3. 【請求項３】 前記導電性基板として印刷法により導電
   性樹脂の極細線を表面に形成した透明樹脂フィルムまた
   はガラスを用いる請求項１または２に記載のタッチパネ
   ル。
4. 【請求項４】 少なくとも一方の基板に、絶縁体からな
   るドットスペーサが複数個配置されていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネル。